(57)【要約】【課題】  電極チップと溶接用シャンクとを簡単な構造で確実に結合し且つ脱着も容易なものとすることができ、しかもワークとの干渉が生じない溶接用電極構造を提供する。【解決手段】  溶接用シャンク１に対して電極チップ２を着脱自在に取り付けて構成した溶接用電極構造において、溶接用シャンク１と電極チップ２のそれぞれの突き合わせ面４、１０を平坦面とし、その平坦面同士を突き合わせ、且つ、これら溶接用シャンク１及び電極チップ２の何れか一方に形成した弾性係合部７の係合爪８を他方の爪係止溝１５に着脱自在に係止させた。また、弾性係合片７は、溶接用シャンク１及び電極チップ２の周面から飛び出ないようにした。これにより、電極チップ２を溶接用シャンク１に対して高精度に位置決めすることができると共に、電極チップ２の溶接用シャンク１からの着脱作業を簡略化することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用シャンクに対して電極チップを着脱自在に取り付けて構成した溶接用電極構造において、
前記溶接用シャンクと前記電極チップのそれぞれの突き合わせ面を平坦面とし、その平坦面同士を突き合わせ、且つ、これら溶接用シャンク及び電極チップの何れか一方に形成した弾性係合部を他方の被係合部に着脱自在に係止させた
ことを特徴とする溶接用電極構造。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接用電極構造であって、
前記弾性係合部に爪部を形成し、その爪部を前記被係合部の溝部に係止させた
ことを特徴とする溶接用電極構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の溶接用電極構造であって、
前記平坦面の何れか一方又は他方に、凸部又はこれに嵌合する凹部を形成した
ことを特徴とする溶接用電極構造。
【請求項４】
少なくとも請求項１から請求項３の何れか一つに記載の溶接用電極構造であって、
前記溶接用シャンク及び前記電極チップの少なくとも突き合わせ部分を同一直径とした
ことを特徴とする溶接用電極構造。
【請求項５】
少なくとも請求項１から請求項４の何れか一つに記載の溶接用電極構造であって、
前記溶接用シャンク及び電極チップの内部に冷却水を流通させる流通路を形成した
ことを特徴とする溶接用電極構造。
【請求項６】
請求項５に記載の溶接用電極構造であって、
前記突き合わせ面に呈する前記流通路の開口孔周縁部に冷却水漏れ防止用のシール部材を設けた
ことを特徴とする溶接用電極構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスポット溶接装置に使用される溶接用電極構造に関し、詳細には、溶接用シャンクと電極チップとの取付部分における構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の組み立てに使用されるスポット溶接装置の電極構造としては、溶接用シャンクと、この溶接用シャンクに着脱自在に取り付けられる電極チップと、これらを固定するスリーブ（ナット）とから構成されたものが知られている（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
このスポット溶接用電極構造は、電極チップのシャンク接続部をテーパ形状とし、そのテーパ形状のシャンク部を、同じくテーパ面とした溶接用シャンクの穴部に挿入嵌合させ、その溶接用シャンクの外周面に形成した雄ネジ部にナットを螺合させた構造としている。
【０００４】
このスポット溶接用電極構造によれば、ナットによってシャンク接続部と溶接用シャンクとの結合力が増強されることにより、電極チップの脱落及び冷却水漏れが防止され、また、ナットの螺合解放操作により容易に電極チップを溶接用シャンクから取り外すことができる。
【特許文献１】特開２００１−９５７５号公報（第３頁および第４頁、第１図および第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記スポット溶接用電極構造では、電極チップと溶接用シャンクとの締結力を高めるためにナットを使用しているが、ナット径が電極チップ及び溶接用シャンクよりも大きいため、ナットが被溶接材であるワークと干渉する。
【０００６】
また、このスポット溶接用電極構造においては、電極チップと溶接用シャンクとの結合力は高まるもののナットを外さない限り電極チップを取り外すことはできないため、電極チップ交換作業が面倒であり、またその交換作業も時間がかかる。
【０００７】
また、このスポット溶接用電極構造では、テーパ形状とされた電極チップのシャンク接続部を溶接用シャンクに挿入するに際し、その打ち込み具合によってはチップ先端位置がばらつくことがある。
【０００８】
そこで、本発明は、電極チップと溶接用シャンクとを簡単な構造で確実に結合し且つ脱着も容易なものとすることができ、しかもワークとの干渉が生じない溶接用電極構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の溶接用電極構造は、溶接用シャンクと電極チップのそれぞれの突き合わせ面を平坦面とし、その平坦面同士を突き合わせ、且つ、これら溶接用シャンク及び電極チップの何れか一方に形成した弾性係合部を他方の被係合部に着脱自在に係止させた構造とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の溶接用電極構造によれば、溶接用シャンク及び電極チップの何れか一方に形成した弾性係合部を他方の被係合部に着脱自在とする構造であるので、この弾性係合部が被係合部に係止されることで、電極チップの溶接用シャンクへの結合力が高まり、溶接用シャンクからの電極チップのチップ抜けを防止することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、弾性係合部と被係合部との係合を解除すれば、簡単に電極チップを溶接用シャンクからワンタッチで取り外すことができ、電極チップ交換作業を極めて容易なものとすることができる。
【００１２】
また、本発明の溶接用電極構造によれば、溶接用シャンクと電極チップの突き合わせ面をそれぞれ平坦面としているので、電極チップの溶接用シャンクに対する傾きが生じることがなく、ワークに対する電極チップ先端位置のばらつきを防止でき、溶接不良を無くせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、スポット溶接装置における溶接用電極構造に本発明を適用したものである。
【００１４】
「溶接用電極構造の構成」
図１は溶接用電極構造の斜視図、図２は溶接用電極構造の分解斜視図、図３は冷却水が流れる流通路を示す図、図４は弾性係合部と被係合部の係合状態部分を破断して示す溶接用電極構造の正面図、図５は電極チップを溶接用シャンクに取り付ける状態を示す斜視図、図６（Ａ）は電極チップの斜視図、図６（Ｂ）は電極チップの断面図である。
【００１５】
本実施の形態の溶接用電極構造は、図１及び図２に示すように、溶接用シャンク１と、この溶接用シャンク１に対して着脱自在に取り付けられる電極チップ２とから構成される。
【００１６】
スポット溶接装置は、回動軸を中心としてお互いに近接離反方向に開閉自在とされた一対のアームを有し、そのアーム先端に本発明の溶接用電極構造を取り付け、これら溶接用電極構造の電極チップで被溶接部材であるワークを挟み込み、該電極チップ２への電流の通電によってワークの溶接部分をスポット溶接する装置である。
【００１７】
溶接用シャンク１は、スポット溶接装置のアーム先端に設けられ、電極チップ２を着脱自在に取り付けるための装着部位として機能する。この溶接用シャンク１は、後述する電極チップ２と同一の直径とされた円柱形状とされている。そして、この溶接用シャンク１の内部には、図３に示すように、通電によって発熱する電極チップ２を冷却するための冷却水を流通させる流通路３（３Ａ、３Ｂ）が形成されている。
【００１８】
図３に対して向かって右側の流通路３Ａは、スポット溶接装置本体側から供給される冷却水を電極チップ２に供給する給水路とされ、左側の流通路３Ｂは、電極チップ２内に形成された流通路３Ｃから排水される冷却水をスポット溶接装置本体側へと回収させる排水路とされる。これら流通路３Ａ、３Ｂは、例えば加工精度の高いドリル加工などの機械加工によって軸方向に沿って孔開けされる。
【００１９】
本実施の形態では、流通路３Ａ、３Ｂを機械加工することにより形成しているので、精度の高い寸法関係とすることができ、安定した冷却が可能となる。従来の方式（特許文献１）では、溶接用シャンク内にチューブを設けて冷却水の供給及び排水を行っていたが、その場合にはチューブの先端部位置がばらついたり、チューブの経時劣化などで長さが変わり、安定した冷却が期待できなかった。しかしながら、本実施の形態では、チューブを使用することなく精度の高い機械加工によって流通路３Ａ、３Ｂを形成できるから安定した冷却を行うことができる。
【００２０】
前記溶接用シャンク１の前記電極チップ２との結合部である突き合わせ面４は、水平な平坦面とされている。前記突き合わせ面４には、溶接用シャンク１と電極チップ２とを位置決めし且つ横方向荷重に対する受けとなる凸部５が形成されている。この凸部５は、電極チップ２の突き合わせ面に形成される後述する凹部１１に挿入嵌合する高さの低い円柱として形成されている。
【００２１】
本実施の形態では、溶接用シャンク１と電極チップ２との位置決め及び横方向荷重に対する受けとして確実に機能させるために、相対向する位置に凸部５を二つ設けている。この凸部５は、後述の凹部１１に対してそのはめ合い精度を、中間ばめ若しくは隙間ばめとしている。
【００２２】
また、この突き合わせ面４には、流通路３Ａ、３Ｂの開口孔１２Ａ、１２Ｂ周縁部に冷却水漏れ防止用のシール部材６が設けられている。かかるシール部材６には、例えばＯリングが使用される。このシール部材６を突き合わせ面４に設けることにより、冷却水の漏れが防止される。
【００２３】
そして、この溶接用シャンク１には、図４及び図５に示すように、電極チップ２を着脱自在に取り付けるための着脱機構を構成する弾性係合部である弾性係合片７が形成されている。弾性係合片７は、基端部７ａを溶接用シャンク１と一体とすると共に、先端部７ｂを突き合わせ面４から上方（電極チップ２側）へ向かって延在させた細長い舌片形状として形成されている。また、弾性係合片７の先端部７ｂには、電極チップ２に形成された被係合部である爪係止溝１５内に挿入係止される係合爪８が設けられている。
【００２４】
弾性係合片７は、基端部７ａから溶接用シャンク１の突き合わせ面４に至る部分まではこの溶接用シャンク１の外周面１ａと面一とされ、当該外周面１ａから突出しないようにスリット溝９内に配置されている。係合爪８は、弾性係合片７の先端部７ｂより電極チップ２側にほぼ９０度に折り曲げ形成されている。このように構成された弾性係合片７は、弾性を有しており、基端部７ａを固定部としてその先端側を撓ませることができるようになっている。
【００２５】
一方、電極チップ２は、図６に示すように、やはり溶接用シャンク１と同一の直径とされた円柱形状とされると共に、ワークと接触する先端部２ａが球形状とされている。また、この電極チップ２には、溶接用シャンク１に形成された流通路３Ａ、３Ｂとそれぞれ連通する流通路３Ｃが内部に形成されている。この流通路３Ｃは、図４に示すように、溶接部分の先端部２ａ近傍に至る位置まで形成される逆Ｖ字形状をなす溝とされている。
【００２６】
そして、この電極チップ２の溶接用シャンク１との結合部である突き合わせ面１０は、該溶接用シャンク１の突き合わせ面４と同じく水平な平坦面とされている。また、この突き合わせ面１０には、前記溶接用シャンク１に形成された凸部５を挿入嵌合させる凹部１１が形成されている。この凹部１１に凸部５が挿入嵌合すると、溶接用シャンク１に対する電極チップ２の位置が決まると共に、電極チップ２に横方向の外力が作用した場合でもその横方向荷重に対する受けとなり、当該電極チップ２のワークに対するチップ先端位置精度を保つことができる。
【００２７】
また、電極チップ２の突き合わせ面１０には、溶接用シャンク１に形成された各流通路３Ａ、３Ｂと連通する開口孔１３Ａ、１３Ｂが形成されている。一方の開口孔１３Ａは、溶接用シャンク１の流通路３Ａと連通する入口とされ、他方の開口孔１３Ｂは、流通路３Ｂと連通する出口とされている。そして、これら開口孔１３Ａ、１３Ｂの周縁部には、電極チップ２が溶接用シャンク１に取り付けられたときに、前記したシール部材６が密着するようになっている。
【００２８】
そして、この電極チップ２の側面の一部には、図４から図６に示すように、前記弾性係合片７と共に着脱機構を構成する係合片案内溝１４と、弾性係合片７の係合爪８を挿入係止させる爪係止溝１５とが形成されている。係合片案内溝１４は、その中間付近位置から突き合わせ面１０に亘って形成されており、前記凸部５と凹部１１とが嵌合し電極チップ２が溶接用シャンク１に取り付けられたときに、弾性係合片７をその溝内に案内して嵌合させる細長い溝として形成されている。この係合片案内溝１４の深さは、弾性係合片７を収納させたときに、当該弾性係合片７が電極チップ２の周面とほぼ面一となる深さとされている。
【００２９】
爪係止溝１５は、係合片案内溝１４の奥側（電極チップ２の先端側）に、係合爪８を挿入させる溝として形成されている。この爪係止溝１５は、係合片案内溝１４よりもさらに深い溝として形成されている。そして、この爪係止溝１５と係合片案内溝１４とを形成したことにより出来た段差面１６に、前記係合爪８が係止することで、溶接用シャンク１に対する電極チップ２の装着状態がロックされる。
【００３０】
「電極チップの着脱操作」
次に、上述のように構成された溶接用電極構造において、電極チップ２を溶接用シャンク１に着脱させる着脱操作について説明する。
【００３１】
先ず、図２に示すように、お互いの凸部５と凹部１１の位置を合わせて電極チップ２を溶接用シャンク１に装着させる。すると、弾性係合片７は、先端に形成された係合爪８を電極チップ２に形成された係合片案内溝１４の底面に摺接させながら、この係合片案内溝１４に沿って奥側へと侵入して行く。このとき、図５に示すように、弾性係合片７は、前記係合爪８が係合片案内溝１４の底面に接することからその弾性作用により先端側を外側へ開くように撓む。
【００３２】
そして、さらに電極チップ２を溶接用シャンク１へと押し込んで行くと、溶接用シャンク１の突き合わせ面４に形成された凸部５が電極チップ２の突き合わせ面１０に形成した凹部１１に嵌合する。さらに、この電極チップ２を溶接用シャンク１へと押し込むと、互いの突き合わせ面４、１０が面接触状態で隙間なく密着する。
【００３３】
この電極チップ２と溶接用シャンク１とが結合すると同時に、弾性係合片７の係合爪８が電極チップ２に形成された爪係止溝１５に入り込む。その結果、撓んでいた弾性係合片７は、元の状態に戻り、その先端部７ｂに形成した係合爪８が段差面１６に引っ掛かって、電極チップ２を溶接用シャンク１に対して取り外し不可能にロックする。
【００３４】
このように電極チップ２が溶接用シャンク１に対してロックされると、弾性係合片７は、図１に示すように、係合片案内溝１４内にすっぽり収容され、溶接用シャンク１及び電極チップ２の外周面からはみ出すことはない。したがって、弾性係合片７は、スポット溶接時において被溶接部材であるワークに接触するような不具合は生じない。また、電極チップ２と溶接用シャンク１は、結合した後に弾性係合片７によって締結保持されるため、この係合力によって互いに平坦面とされた突き合わせ面４、１０が密着し、シール部材６の作用により冷却水漏れ防止が確実なものとなる。
【００３５】
また、スポット溶接を行うに際しては、ワークをその両側から挟み込むため、その加圧時及び電極チップ２への通電時において該加圧力により充分な給電面圧が確保される。そのため、電極チップ２と溶接用シャンク１の結合部は、通常は接しているだけでよい。
【００３６】
このロック状態から電極チップ２を取り外すには、爪係止溝１５と係合爪８との隙間にマイナスドライバーなどの工具を入れ、段差面１６に係合する係合爪８を外す。すると、係合爪８が爪係止溝１５から抜け出しロックが解除される。ロックが解除されたところで、電極チップ２を上に持ち上げ、溶接用シャンク１から電極チップ２を取り外す。
【００３７】
従来の方式（特許文献１）では、電極チップ２を取り外すには、ナットにレンチを掛け、テーパ部に打ち込まれた非常に大きな締結力を解除しなければならなかったため、電極チップ取り外し作業性は非常に悪かった。しかしながら、本実施の形態では、弾性係合片７の係合爪８を外すだけで簡単に電極チップ２を溶接用シャンク１から取り外すことができるため、作業性を大幅に向上させることができる。
【００３８】
また、本実施の形態の溶接用電極構造は、テーパ部を廃止し、互いの平坦面同士を面接触させて弾性係合片７の係合爪８と爪係止溝１５との係合によりロックさせた着脱構造を採用していることから、溶接先端部となるチップ先端位置を正確に出せ、例えばサーボガーンのようにツール先端点を高精度に位置制御するシステムなどにおいては、非常に有効な方式となる。
【００３９】
以上のように構成された溶接用電極構造によれば、溶接用シャンク１と電極チップ２を平坦面で結合させると共に、弾性係合片７の先端部７ｂに形成した係合爪８と爪係止溝１５とを係止させて電極チップ２を溶接用シャンク１に対して着脱自在に取り付けているので、溶接用シャンク１からの電極チップ２の抜けを防止することができ、且つ溶接によって摩耗した電極チップ２の交換作業を容易なものとすることができる。また、溶接用シャンク１と電極チップ２を平坦面で結合させたことにより、これらの間で傾きが生じることがないから、チップ先端位置精度を正確に出すことができる。本実施の形態では、従来のようなテーパ部への打ち込みによる結合ではないため、打ち込み具合によってチップ先端位置がばらつくという問題は解消される。
【００４０】
また、本実施の形態の溶接用電極構造によれば、溶接用シャンク１と電極チップ２の突き合わせ面４、１０に、互いに嵌合する凸部５と凹部１１を形成したので、これら凸部５と凹部１１のはめ合いによって溶接用シャンク１と電極チップ２とが正確に位置決めされると共に、溶接時に横方向荷重が加わってもチップ先端位置がずれることが防止される。
【００４１】
また、本実施の形態の溶接用電極構造によれば、溶接用シャンク１及び電極チップ２の少なくとも突き合わせ部分を同一直径としたので、これらの周面には突出するものがなく、被溶接部材であるワークと接触する問題を回避できる。
【００４２】
また、本実施の形態の溶接用電極構造によれば、流通路３Ａ、３Ｂの開口孔１２Ａ、１２Ｂ周縁部にシール部材６を設けたので、これら溶接用シャンク１と電極チップ２の突き合わせ面２、１０より冷却水が漏れ出ることを防止できる。
【００４３】
［その他の実施の形態］
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００４４】
上述の実施の形態では、溶接用シャンク１に弾性係合片７を設けると共に電極チップ２に係合片案内溝１４及び爪係止溝１５を設けたが、これとは逆に、溶接用シャンク１に係合片案内溝１４及び爪係止溝１５を設ける一方、電極チップ２に弾性係合片７を設けるようにしても同様の作用効果が得られる。
【００４５】
また、上述の実施の形態では、溶接用シャンク１の突き合わせ面４に凸部５を設けると共に電極チップ２の突き合わせ面１０に凹部１１を設けたが、溶接用シャンク１に凹部１１を設ける一方、電極チップ２に凸部５を設けるようにしても同様の作用効果がある。
【００４６】
また、上述の実施の形態では、弾性係合片７を溶接用シャンク１に１つ設けたが、溶接用シャンク１と電極チップ２のより一層の結合力を高めると共に安定性並びに信頼性を増すために、相対向する位置（１８０度反対の対向位置）に弾性係合片７を二つ設けるようにしてもよい。この場合には、電極チップ２が二つの弾性係合片７で保持されるため、前記した凸部５と凹部１１のはめ合い部を廃止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態の溶接用電極構造の斜視図である。
【図２】本実施の形態の溶接用電極構造の分解斜視図である。
【図３】本実施の形態の溶接用電極構造において、冷却水が流れる流通路を示す図である。
【図４】本実施の形態の溶接用電極構造において、弾性係合部と被係合部の係合状態部分を破断して示す溶接用電極構造の正面図である。
【図５】本実施の形態の溶接用電極構造において、電極チップを溶接用シャンクに取り付ける状態を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）は電極チップの斜視図、（Ｂ）は電極チップの断面図でである。
【符号の説明】
【００４８】
１…溶接用シャンク
２…電極チップ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…流通路
４，１０…突き合わせ面
５…凸部
６…シール部材
７…弾性係合片（弾性係合部）
８…係合爪
１１…凹部
１４…係合片案内溝
１５…爪係止溝（被係合部）
１６…段差面
【図１】
2005230841.tif 000003
【図２】
2005230841.tif 000004
【図３】
2005230841.tif 000005
【図４】
2005230841.tif 000006
【図５】
2005230841.tif 000007
【図６】
2005230841.tif 000008